Розмір шрифту: 

Розвиток сучасного світового машинобудування пов'язаний з розширенням обсягів та номенклатури важкооброблюваних матеріалів (високотвердих легованих, жароміцних сталей, чавунів та інших сплавів), при різанні яких у зоні контакту з інструментом виникають високі температури (понад 800°С). Це призвело до зростання обсягу світового споживання ріжучої кераміки.      Область застосування керамічних інструментальних матеріалів значно відрізняється від області застосування металевих інструментальних матеріалів. Різниця у застосуванні інструментальних матеріалів ґрунтується на їх будові, а отже на різниці їх коефіцієнтів в'язкості, хімічної пасивності по відношенню до матеріалу заготівки та контактних процесів, що протікають на їх поверхнях. Можливе розширення області застосування ріжучої кераміки може бути досягнуто не тільки шляхом поліпшення в’язкісних характеристик інструментального матеріалу, але й шляхом правильного планування і розрахунку технологічного процесу обробки [1, 2].     Основною особливістю ріжучої кераміки є відсутність зв’язувальної фази, що значно знижує ступінь її знеміцнення при нагріванні в процесі зношування, підвищує пластичну міцність, що і зумовлює можливість застосування високих швидкостей різання, набагато переважаючих швидкості різання інструментом з твердого сплаву. Якщо граничний рівень швидкостей різання для твердосплавного інструменту при точінні сталей з тонкими зрізами і малими критеріями затупления становить 500…600 м/хв, то для інструменту, оснащеного ріжучою керамікою, цей рівень збільшується до 900…1000 м/хв.     Оскільки зносостійкість та експлуатаційні властивості інструметальних матеріалів переважно визначаються твердістю, міцністю і термічною стабільністю структури, то співставлено фізико-механічні характеристики різних класів інструментальних матеріалів (рис. 1).     Промисловість випускає чотири групи ріжучої кераміки: оксидну (біла кераміка) на основі Al2O3, оксикарбідну (чорна кераміка) на основі композиції Al2O3-TiC, оксидонітридну (Кортиніт) на основі Al2O3-TiN і нітридну кераміку на основі Si3N4.     Кераміка оксидно-карбідного типу на основі Al2O3 (70%) і TiC (до 30%), з деякими легувальними добавками тугоплавких сполук. Ріжучі пластини отримують гарячим пресуванням. У порівнянні з оксидної керамікою, оксидно-карбідна кераміка має більш високу термостійкість, зносостійкість і твердість. Підвищені фізико-механічні властивості, за рахунок введення тугоплавких сполук, дозволяють успішно застосовувати її для чистової й получістової обробки різанням вуглецевих і легованих сталей, цементуємих і загартованих на твердість HRC 30…50, а також ковких, високоміцних, вибілених чавунів.     Дані досліджень показали, що кераміка оксидно-карбідного типу має досить малий середній показник шорсткості Ra = 0,764, порівняно з іншими видами інструментальної кераміки.     Слід відмітити, що висока якість робочих поверхонь ріжучих пластин сприяє покращенню його фрикційних властивостей, що призводить до зменшення складових сили різання, що в свою чергу визначає потужність різання, необхідну для проведення процесу обробки. Як наслідок, зниження сили різання веде до зниження теплового потоку в заготівку, стружку, інструмент і навколишнє середовище.     Для визначення механічних властивостей було виготовлено мікрошліфи із зразків кераміки. Твердість вимірювали при навантаженні 300 фунтів та тривалості витримки – 5 секунд. Оксидно-карбідна кераміка показала досить високе значення мікротвердості 3375 HV300,0p/5.     Таким чином, встановлено що кераміка оксидно-карбідного типу на основі Al2O3 (70%) і TiC (до 30%) за своїми фізико-механічними властивостями не поступається кращим традиційним керамічним інструментальним матеріалам.      Література:1. G. Spur, Keramik Bearbeitung, Carl Hanser Verlag, M?nchen Wien, 1989.2. R. Warren: Ceramic-Matrix Composites Blackie, Glasgow and London.